【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，属于路基材料。
技术介绍
1、铝灰(ad)和磷石膏(pg)钢渣(ss)分别是电解产铝、湿法磷酸生产、钢铁炼钢过程中产生的工业固废。其中，铝灰为危险固废，利用率却不足10％，污染组分有al、aln、alf3、氯化盐、氟化盐、有毒废气。磷石膏利用率不足39％，杂质可溶p2o5与可溶f的浸出能造成地表污染。可以看出，创新开发具有高效大规模利用固废资源化技术运用前景广阔。
2、在最新的铝灰资源化技术中，专利cn202222303022.8运用粉碎+多层过滤技术将铝灰渣进行分类后再加工，专利cn202310982349.9中将铝灰、磷酸、重烧氧化镁混合进行煅烧制备耐火材料，专利cn202210750673.3将铝灰先研磨分级过滤后与氢氧化钙、氢氧化钠溶液湿混热处理制得混凝土材料。可以看到，现有的铝灰回用技术难点一为工艺复杂，二是回用不完全，三是副产物多，四是处理成本高。
3、在最新的磷石膏资源化技术中，专利cn202310593051.9将将磷石膏两次再浆并添加改性剂用于制备水泥缓凝剂，专利cn202211065081.4将磷石膏、pmsb5、高分子聚合物絮凝剂混合制备成防渗材料，专利cn202210728725.7则公布了一种用磷石膏经重结晶再气流干燥脱除游离水制备建筑石膏的方法。不难看出，在现有的磷石膏建材利用技术依旧存在着处理工艺复杂二次污染高的弊端。
4、在最新的钢渣资源化技术中，专利cn202010196416.0将将钢渣在铁氧化细
5、在对已有的技术分析可以发现，目前缺少二次污染小、工艺简单、多固废可协同的资源化利用技术。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，实现多种工业固废的耦合利用，即充分利用钢渣、铝灰、磷石膏间的化学组成互补，将其简单预处理用于制备具有高性能的路基水稳材料，可满足固废大规模利用，可大幅度减少水泥以及天然碎石的使用，该专利技术技术在实现固废无害化的同时，能产出高强度路基水稳材料，并有效降低公路建设成本。
2、本专利技术通过下述方案实现：一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，由固废基胶凝材料和骨料制备而成，所述固废基胶凝材料成分为：热处理后的磷石膏、热处理后的铝灰、钢渣微粉、42.5硅酸盐水泥，所述骨料的成分为热闷钢渣和碎石的混合物。
3、所述固废基胶凝材料稳定钢渣-碎石的方法如下：加水量控制在7.5％-8.5％；骨料浸润时间12-16小时；养护条件为23℃-27℃，湿度为94.5％-95.5％。
4、所述固废基胶凝材料各成分的含量如下：以质量百分比计，16％-24％的热处理后磷石膏、8％-12％的热处理后铝灰、16％-24％的钢渣微粉、40％-60％的42.5硅酸盐水泥。
5、所述磷石膏的热处理的方法如下：在磷石膏内加入石灰，混合均匀后在真空条件下加热，最后进行热破碎。
6、所述石灰的添加量为所述磷石膏重量的1-2％，混合的时间为2-3min，大气压控制在0.08-0.11mpa，加热温度控制在150℃-170℃之间，加热时间为60-120min，所述磷石膏的热破碎时间为2-3min，所述磷石膏热破碎后的粒径低于0.30mm。
7、所述铝灰的热处理的方法如下：升温梯度8-12℃/min，升温到750-800℃，保温30分钟，再升温到温850-950℃，保温60-120min，降温到150-200℃后进行热破碎。
8、所述铝灰热破碎的时间为4-6min，所述铝灰热破碎后的粒径低于0.30mm。
9、所述钢渣微粉的制备方法如下：采用粒径在0.3mm-0.8mm范围内的热闷钢渣颗粒，用三头研磨机研磨，过筛使其粒径低于0.10mm。
10、所述骨料的成分如下：粒径为26.5mm-20.0mm范围内的钢渣和碎石混合物、粒径为20.0mm-15.0mm范围内的钢渣和碎石混合物、粒径为15.0mm-10.0mm范围内的钢渣和碎石混合物、粒径为10.0mm-4.75mm范围内的钢渣和碎石混合物、粒径为4.75mm-2.36mm范围内的钢渣、粒径为2.36mm-0.8mm范围内的钢渣、粒径为0.8mm-0.3mm范围内的钢渣、粒径为0.10mm-0.3mm范围内的钢渣。
11、以质量百分比计，所述粒径为26.5mm-20.0mm范围内的钢渣和碎石的占比均为2.5％-3.5％，粒径为20.0mm-15.0mm范围内的钢渣和碎石的占比均为7.0％-8.0％，粒径为15.0mm-10.0mm范围内的钢渣和碎石的占比均为5.5％-6.5％，粒径为10.0mm-4.75mm范围内的钢渣和碎石的占比均为8.5％-11.5％，粒径为4.75mm-2.36mm范围内的钢渣的占比为16.5％-17.5％，粒径为2.36mm-0.8mm范围内的钢渣的钢渣的占比为16.5％-17.5％，粒径为0.8mm-0.3mm范围内的钢渣的占比为4.5％-5.5％钢渣，粒径为0.10mm-0.3mm范围内的钢渣的占比为9.5％-10.5％。
12、本专利技术的有益效果为：
13、1、本专利技术是方法使得磷石膏中的可溶hpo42-、h2po4-、f-以及铝灰中al、aln、nacl、kf都能得到有效去除或分离，消除环境污染风险和水化负作用，可大规模减少水泥和天然碎石的使用；
14、2、本专利技术实现了钢渣、铝灰、磷石膏在路基水稳层的协同资源化利用，固废利用率高；
15、3、本专利技术的磷石膏在热处理过程当中，实现了可溶p和可溶f的固定，消除了可溶f和可溶p超标浸出风险，利用真空环境加速提高二水石膏向半水石膏的转化速率，提升水化强度；
16、4、本专利技术的铝灰在热处理过程中消除了aln放氨以及试件膨胀破坏弊端，以热驱升华方式去除f、cl对水化试件的腐蚀，同时保证al2o3的水化活性，促进生成更多水化凝胶水化铝酸钙和钙矾石；
17、5、本专利技术的所用钢渣粉粒度合理，同时具备水化胶凝连接能力和微孔充填增加密实度能力；
18、6、本专利技术通过合理调配改性磷石膏、改性铝灰、港杂微粉、硅酸盐水泥，制得的新型路基水稳胶凝材料可通过石膏硬化、水化铝酸钙生成、钙矾石生成来提升强度；
19、7、本专利技术的级配合理，通过不断探索钢渣-碎石的粒径比例，在提升钢渣利用率的同时，利用钢渣微膨胀的特点，减小了常见硅酸盐水泥稳定碎石干缩开裂风险；
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【技术保护点】
1.一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，由固废基胶凝材料和骨料制备而成，所述固废基胶凝材料成分为：热处理后的磷石膏、热处理后的铝灰、钢渣微粉、硅酸盐水泥，所述骨料的成分为热闷钢渣和碎石的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述固废基胶凝材料稳定钢渣-碎石的方法如下：加水量控制在7.5％-8.5％；骨料浸润时间12-16小时；养护条件为23℃-27℃，湿度为94.5％-95.5％。
3.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述固废基胶凝材料各成分的含量如下：以质量百分比计，16％-24％的热处理后磷石膏、8％-12％的热处理后铝灰、16％-24％的钢渣微粉、40％-60％的硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述磷石膏的热处理的方法如下：在磷石膏内加入石灰，混合均匀后在真空条件下加热，最后进行热破碎。
5.根据权利要求4所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢
6.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述铝灰的热处理的方法如下：升温梯度8-12℃/min，升温到750-800℃，保温30分钟，再升温到温850-950℃，保温60-120min，降温到150-200℃后进行热破碎。
7.根据权利要求6所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述铝灰热破碎的时间为4-6min，所述铝灰热破碎后的粒径低于0.30mm。
8.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述钢渣微粉的制备方法如下：采用粒径在0.3mm-0.8mm范围内的热闷钢渣颗粒，用三头研磨机研磨，过筛使其粒径低于0.10mm。
9.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述骨料的成分如下：粒径为26.5mm-20.0mm范围内的钢渣和碎石混合物、粒径为20.0mm-15.0mm范围内的钢渣和碎石混合物、粒径为15.0mm-10.0mm范围内的钢渣和碎石混合物、粒径为10.0mm-4.75mm范围内的钢渣和碎石混合物、粒径为4.75mm-2.36mm范围内的钢渣、粒径为2.36mm-0.8mm范围内的钢渣、粒径为0.8mm-0.3mm范围内的钢渣、粒径为0.10mm-0.3mm范围内的钢渣。
10.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，以质量百分比计，所述粒径为26.5mm-20.0mm范围内的钢渣和碎石的占比均为2.5％-3.5％，粒径为20.0mm-15.0mm范围内的钢渣和碎石的占比均为7.0％-8.0％，粒径为15.0mm-10.0mm范围内的钢渣和碎石的占比均为5.5％-6.5％，粒径为10.0mm-4.75mm范围内的钢渣和碎石的占比均为8.5％-11.5％，粒径为4.75mm-2.36mm范围内的钢渣的占比为16.5％-17.5％，粒径为2.36mm-0.8mm范围内的钢渣的钢渣的占比为16.5％-17.5％，粒径为0.8mm-0.3mm范围内的钢渣的占比为4.5％-5.5％钢渣，粒径为0.10mm-0.3mm范围内的钢渣的占比为9.5％-10.5％。
...【技术特征摘要】
1.一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，由固废基胶凝材料和骨料制备而成，所述固废基胶凝材料成分为：热处理后的磷石膏、热处理后的铝灰、钢渣微粉、硅酸盐水泥，所述骨料的成分为热闷钢渣和碎石的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述固废基胶凝材料稳定钢渣-碎石的方法如下：加水量控制在7.5％-8.5％；骨料浸润时间12-16小时；养护条件为23℃-27℃，湿度为94.5％-95.5％。
3.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述固废基胶凝材料各成分的含量如下：以质量百分比计，16％-24％的热处理后磷石膏、8％-12％的热处理后铝灰、16％-24％的钢渣微粉、40％-60％的硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述磷石膏的热处理的方法如下：在磷石膏内加入石灰，混合均匀后在真空条件下加热，最后进行热破碎。
5.根据权利要求4所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述石灰的添加量为所述磷石膏重量的1-2％，混合的时间为2-3min，大气压控制在0.08-0.11mpa，加热温度控制在150℃-170℃之间，加热时间为60-120min，所述磷石膏的热破碎时间为2-3min，所述磷石膏热破碎后的粒径低于0.30mm。
6.根据权利要求1所述的一种固废磷石膏、铝灰、钢渣制备路基水稳层的方法，其特征在于，所述铝灰的热处理的方法如下：升温梯度8-12℃/min，升温到750-800℃，保温30分钟，再升温到温850-950℃，保温60-120min，降温到150-200℃后进行热破碎。
7.根据权利要求6所述的一种固废磷石膏...
【专利技术属性】
技术研发人员：卿三成，王昕，王永光，薛广海，万用波，渠迎锋，卢毅，潘社卫，李强，吴萌，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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